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测控技术与仪器毕业设计(论文)-基于连杆机构的电动支撑杆设计及仿真.doc

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测控技术与仪器毕业设计(论文)-基于连杆机构的电动支撑杆设计及仿真.doc

毕业设计报告论文报告论文题目基于连杆机构的电动支撑杆设计及仿真作者所在系部机械工程系作者所在专业测控技术与仪器作者所在班级作者姓名作者学号指导教师姓名完成时间北华航天工业学院教务处制北北华航天工业学院毕业论文天工业学院毕业论文I摘要剪叉式升降机是用途广泛的高空作业专用设备。它的剪叉机械结构,使升降机起升有较高的稳定性,宽大的作业平台和较高的承载能力,使高空作业范围更大、并适合多人同时作业。它使高空作业效率更高,安全更保障。目前比较成熟、使用效果较好的液压缸斜置驱动的剪叉式升降台,在实际使用中存在一些不足1)负载不能过大,液压油缸内设密封圈超载的问题目前仍未解决好2)大部分液压升降台面都因液压元件长时间受载引起泄漏,导致台面下沉3)起动力矩与负载比偏大,其驱动力与负载比变化曲线坡度很陡,起动力很大,能源浪费,当起升角为100°时,起动力约为负载的3倍,而当起升角达到600°以后,起动力才接近于负载。4)起始高度较高。机构较为庞大,地坑较深,占用空间较多。本设计以电机带动丝杠来取代液压缸,并把丝杠放置到竖直方向上使电机与底座固定。这样就可减免电机升降带来的能量损失。剪叉式电动升降台还有着结构紧凑、运行平稳、拥有自锁性、调速性能好、组合灵活、安装工程量小、容易操作和维护等优点。关键词剪叉式,升降机,电动,丝杠,Solidworks北华航天工业学院毕业论文IIAbstractScissorliftistheuseofspecialequipmentforawiderangeofaerialwork.Itsmechanicalstructurescissorstolifthoistinghaveahighstability,largeplatformandhighbearingcapacitytoagreaterheightrangeofoperations,andformanysimultaneousoperations.Itenableshighaltitudeoperationsmoreefficient,securemoreprotection.Morematurenow,isbetteruseofthehydrauliccylinderobliquedrivescissorlifts,therearesomeintheactualuselessthan1Loadcannotbetoolarge,thehydrauliccylinderequippedwithringoverloadingproblemhasyettosolve.2Mostofthehydrauliclifttablehydrauliccomponentsareduetosetoutalongtimecausedbyleak,resultingincountertopssink.3Startingtorqueandtheloadratioistoolarge,thedrivingforceandtheloadratiocurveisverysteepslope,fromagreatpower,energywaste,whileliftingangleis100°whentheloadfromthepowerofabout3times,andwhenliftingangleto600°afteronlyclosetotheloadfromthepower.4Startingtoohigh,Institutionsmorelargepitdeeper,morespace.Thedesignofthemotordrivenscrewtoreplacethehydrauliccylinderandthescrewplacedintheverticaldirectionofthemotorandfixedbase.Thiswouldreduceenergylosscausedbymotormovements.KeywordsScissor,lift,dynamoelectric,screw,solidworks北华航天工业学院毕业论文III目录摘要.....................................................................IAbstract..................................................................II目录...................................................................III第1章绪论...............................................................11.1课题背景...........................................................11.2发展现状...........................................................11.3研究目的和意义.....................................................41.4本文的主要工作.....................................................4第2章升降系统总体方案设计...............................................52.1设计要点...........................................................52.2选材...............................................................52.3尺寸计算...........................................................52.4校核..............................................................112.5本章小结..........................................................11第3章电机、丝杠、导轨等部件的选型......................................123.1电机..............................................................123.2丝杠..............................................................143.3导轨..............................................................163.4键的选型..........................................................173.5销的选择..........................................................183.6本章小结..........................................................18第4章电动支撑杆的建模及仿真............................................194.1Solidworks的介绍.................................................194.2基于Solidworks的建模方法.........................................204.3生成装配体........................................................224.4生成工程图........................................................224.5基于Solidworks的仿真方法.........................................234.4本章小结..........................................................23第5章升降系统的维护方法及措施..........................................245.1维护方法及措施....................................................245.2本章小结..........................................................24结论....................................................................25致谢....................................................................26参考文献..................................................................27附录......................................................................28北北华航天工业学院毕业论文天工业学院毕业论文1第1章绪论1.1课题背景最早的升降设备出现在古代的中国及欧洲各国,是一种类似辘轳的工具用来垂直运送人和货物。在近代我们用来升降货物的是一种木质梯子,用起来很不方便,攀登时比较危险。1857年3月23日,美国纽约一家楼高五层的商店安装了首部使用奥的斯安全装置的客运升降机。最初的升降机是由蒸汽机推动的,因此安置的大厦必须装有锅炉房。1880年,德国人西门子首次发明并使用了电动升降机,自此以後,升降机的使用得到了广泛的接受和高速的发展。目前,国内生产的电动升降机,产品型号各异,提升高度有4米、6米、、、18米不等。选用国外液压,泵站系统,液压系统防爆装置和液压自锁装置,具有设计新颖、结构合理、升降平衡、操作简单、维修方便等其他产品不可替代的优点。广泛用于厂房维护、工业安装、设备检修物业管理、仓库、航空、机场、港口、车站、机械、化工、医药、电子、电力等高空设备安装和检修。电动升降机作为升降机的一种具有尺寸小、重量轻、移动方便、升降时平稳、摆幅小、载重量大,平台面积大,稳定性极好,运转灵活,推行方便等诸多优点。它轻盈的外观,能在极小的空间内发挥最高的举升能力。产品在停电情况下设有应急下降装置、防止升降机超载的安全装置、漏电保护装置和缺相保护装置、防止液压管路破裂的安全防爆装置。电动升降机广泛用于厂房、宾馆、大厦、商场、车站、机场、体育场等。可用作保养机具、油漆装修、调换灯具、电器、清洁保养、电力线路、照明电器、高架管道等安装维护,高空清洁等单人工作的高空作业。能够方便的进出一般门洞楼道,并可进入一般电梯送入多层楼作业采用二相电源作动力,无级变速,使用户的高空作业更安全、更方便,噪音小。使用方便快捷,是理想的登高作业设备1。1.2发展现状美国既是工程升降机的主要生产国,又是升降机最大的世界市场之一。但由于日本、德国升降机工业的迅速发展及RT和AT产品的兴起,美国厂商曾在20世纪60~70年代世界市场中占有的主导地位正逐步受到削弱,从而形成美国、日本和德国三足鼎立之势。近几年美国经济回升,市场活跃,外国厂商纷纷参与竞争。美国制造商的实力也有所增强,特雷克斯升降机公司的崛起即是例证。特雷克斯升降机公司前身是美国科林升降机厂。1995年以来,其通过一系列的兼并活动,已发展成为世界顶级公司之一。近20年世界工程升降机行业发生了很大变化。越野轮胎升降机和全地面升降机产品的迅速发展,打破了原有产品与市场格局,在经济发展及市场激烈竞争冲击下,导致世界北华航天工业学院毕业论文2工程升降机市场进一步趋向一体化。目前世界工程升降机年销售额已达75亿美元左右。主要生产国为美国、日本、德国、法国、意大利等,世界顶级公司有10多家,主要集中在北美、日本(亚洲)和欧洲。日本从20世纪70年代起成为工程升降机生产大国,产品质量和数量提高很快,已出口到欧美市场,年总产量居世界第一。自1992年以来,由于受日元升值、国内基建投资下降和亚洲金融危机影响,年产量呈下降趋势。目前日本市场年需求量为3000台左右。欧洲是潜力很大的市场,欧洲各工业国既是工程升降机的出口国,也是重要的进口国。德国是最大的欧洲市场,其次为英国、法国、意大利等国。在德国全地面升降机产品市场份额中,利勃海尔占53,格鲁夫占16,德马泰克占14,多田野和特雷克斯各占10和5左右。升降机制造业中的联合之风与汽车业很相似,在汽车行业中,通用汽车、福特、雷诺、宝马、梅赛德斯、大众等大公司都走上了联合之路,这两个行业的世界市场已日趋一体化。想要在成熟的世界市场获取市场份额并保持增长,捷径是购买竞争对手,其长期目标是争夺世界市场的支配地位。在升降机行业,打入世界市场即意味着进入北美、日本(亚洲)和欧洲三大市场。世界顶级公司都对世界市场具有强大影响力,但迄今还没有一家公司在上述三大市场取得主导地位。有4家公司已在两大市场建立了根据地格鲁夫和特雷克斯在北美与欧洲多田野在亚洲和欧洲住友建机在亚洲及北美。目前,我国升降机基础件产品品种、规格少,特别是高档产品差距较大,不能满足主机日益发展的需求。各类主机基础件的性能指标大体相当于国外20世纪80年代水平。质量不稳定,早期故障率高,可靠性差,是基础件的致命弱点。因此,不少主机厂为提高其主机的市场竞争力,往往选择进口基础件配套,致使国产基础件,特别是技术含量较低的产品,国内市场占有率有所下降。虽然我国基础件产品出口有明显优势,但主要是劳动密集型产品,数量大,价值低,技术附加值不高。我国对升降机基础件在升降机工业中的重要地位熟悉较晚,长期缺乏投入,致使整个行业基础差、底子薄、实力弱。特别是随着我国主机水平的提高,升降机基础件落后于主机的瓶颈现象日益显现。近年来,虽然在技术引进、技术改造、科研开发等方面,国家给予了一定支持,但与当前市场需求及国外水平相比,仍有不小差距,具体表现在产品品种少、水平低,质量不稳定,早期故障率高,可靠性差。当前,我国升降机基础件行业存在以下主要问题一是重复建设严重、专业化程度低、形不成规模、经济效益差。升降机基础件与主机相比,企业建立的初始资金和技术所需投入相对较少,因此在国家几次经济大发展时期,都增加了一批基础件生产企业,随之也出现了大量低水平的重复建设、点多、批量小,形不成经济规模。基础件企业虽然逐渐独立于主机厂,但大多数企业本身就是大而全、小而北华航天工业学院毕业论文3全,专业化程度低,装备水平不高,质量不稳定,经济效益低下。如我国轴承行业三家大型骨干企业年产轴承的总和还不到国外一家闻名公司的1/50。近两年,我国建成近百家液压件厂,但年产30万件以上的只有几家,主要产品是为农机配套。而德国力士乐公司年产各种液压件产品130万件,日本油研(株)也年产60万件以上。工业发达国家模具企业人均产值约15万~20万美元,我国只有4万~5万元人民币。近年来,随着多种所有制共同发展政策的落实,基础件行业正经历着由分散到逐渐集中的集约化发展过程。二是科研开发力量薄弱,资金投入不足,技术进步缓慢。基础件各行业在20世纪70年代末、80年代初就较早地引进了一批国外先进技术,但对消化吸收缺乏足够的软硬件投入。据国外经验,引进技术与消化吸收所需资金的比例约为17,而我国对此熟悉较晚,消化吸收步子较慢。市场竞争实际上是技术实力的较量。国外对此极为重视,纷纷加大投入,占领技术制高点。各大闻名公司用于科研开发的资金均占其销售额的4~5,重点领域达10。目前我国虽然有不少高等院校从事科研工作,不少理论研究、科研成果、专利论文均有相当高的水平,但与生产实际结合的不紧,特别是转化成商品的速度慢。三是原材料及相关技术落后,工艺及工艺装备水平低,制约了基础件的发展。紧固件、链条、弹簧、轴承、模具等产品所使用的钢材质量差、品种规格少,直接影响了基础件产品的质量,而液压件铸件以及与液压件产品质量相关的电控技术落后,也直接影响液压件质量和可靠性。升降机基础件一般都是成批、大量生产,也有多品种、加工精度要求高的产品,因此对生产工艺及其装备要求高,投资大。国外多采用高效率、高精度的专机、生产线或柔性线,实现高效自动化生产。但我国一些基础件企业受资金制约,投入力度不大,企业自我改造能力差,先进设备少又不配套,影响了产品上、质量上的档次3。我国对升降机基础件在升降机工业中的重要地位熟悉较晚,长期缺乏投入,致使整个行业基础差、底子薄、实力弱。非凡是随着我国主机水平的提高,升降机基础件落后于主机的瓶颈现象日益显现。近年来,虽然在技术引进、技术改造、科研开发等方面,国家给予了一定支持,但与当前市场需求及国外水平相比,仍有不小差距,具体表现在产品品种少、水平低,质量不稳定,早期故障率高,可靠性差。综合分析,造成上述问题的主要原因在于1.企业基础薄弱。由于我国升降机基础件行业基础差,底子薄,科技投入少,开发力量薄弱,不能适应主机行业引进、合资、合作、快速发展的需要,导致升降机基础件国内市场占有率有所下降。2.国家缺乏对升降机基础件行业有力的政策支持。虽然国家在产业政策方面,明确了重点支持重要的升降机基础件(模具、轴承、液压、气动、密封件等),但缺少相应的配套政策的支持,如模具行业的税负过重,享受增值税部分返还的企业,全国只有不到百家,面太窄,作用有限,还需要政策继续支持等。因此,为提高我国升降机基础件产品的市场竞争能力,更好地满足我国升降机工业对

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